Transcript LTE es kognitiv radio alkalmazasok muszaki osszefuggesei - Pro-M
Az új mobil technológiák – az LTE és a kognitív rádió alkalmazások műszaki összefüggései, hatásai
Dr. Pap László BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
Pro-M Zrt.
Budapest, 2014. október 26.
TARTALOM
Bevezetés A vezetéknélküli hálózatok hozzáférési szintjei A mobil infokommunikációs rendszerek korszakai, a generációk A második generáció típusai Út a harmadik generáció felé A GSM továbbfejlesztése A negyedik generáció alapjai Az LTE fő jellemzői, a működés alapjai Az architektúrák fejlődése A mobil kommunikáció alapfogalmai
–
A frekvencia és a frekvenciasáv
– –
A hullámterjedés és területi ellátottság Tömegkiszolgálás Az LTE technológia előnyei és hátrányai Az LTE technológia továbbfejlesztése A kognitív rádió rendszerek fogalma és technológiája, a frekvenciagazdálkodás új stratégiája
2
BEVEZETÉS „ Előzmények és helyzetkép”
A mobil és vezetéknélküli kommunikáció területén a 90-es és 2000-es évek az igen gyors fejlődés évei voltak.
Nemzetközi összefogás, a PCS (Personal Communications Services) frekvenciasávok felszabadítása (800-900 MHz, 1800-1900 MHz, 2000 2600 MHz, stb.) és értékesítése. 1990-ben 10 millió analóg mobil felhasználó, ma több milliárd. Elindultak a második, harmadik generációs digitális mobil szolgáltatások (GSM, IS-95, IS-136, PDC, UMTS), és indult a negyedik generáció (LTE).
A GSM sikere, a CDMA technológia térhódítása.
Az OFDM rendszerek forradalma (4. generáció, LTE).
3
BEVEZETÉS „Előzmények és helyzetkép”
Az elmúlt két és fél évtized során egy egész sor sikeres és sikertelen technológiai és üzleti kezdeményezés.
Kudarcot vallott az IRIDIUM rendszer annak ellenére, hogy a néhány műszaki megoldása valódi technikai újdonságokat tartalmazott.
Hasonló sorsra jutott a Metricom rendszer is, pedig fejlesztői alapvetően új eredményeket értek el a vezetéknélküli hozzáférés és a bárhol elérhető mobil Internet szolgáltatás területén. Kis megtorpanásokkal a 20. század végén és a 21. század elején a telekommunikációs ipar folyamatosan fejlődött, és a gazdasági válság idején is újabb és újabb technológiák jelennek meg.
4
1km
A VEZETÉKNÉLKÜLI RENDSZEREK HOZZÁFÉRÉSI SZINTJEI „Technológiai felosztás”
Távolság
AMR
• Cellás rendszerek • Telefónia • TETRA • GSM • UMTS • LTE • WMAN • IEEE 802.16 100m 10m
ZigBee Bluetooth
• SWAP-CA • Bluetooth • SWAP-CA • IEEE 802.11 • DECT
ZigBee
• Otthon automatizálás • Biztonság • Játékok • Perifériák • Egészségügy • Fax • Nyomtató • Modem • Audio • Hordozható • Hálózatok • CD audio • Hálózatok • Internet • Video elosztás
WPAN
• Home RF-MM • BRAN • HiperLAN 100k
IEEE 802.15
1M 10M Adatsebesség [bit/s] 5
A VEZETÉKNÉLKÜLI RENDSZEREK HOZZÁFÉRÉSI SZINTJEI „Elérhetőség”
A hozzáférés különböző szintjei
–
Személyi hálózati réteg (BAN, PAN)
•
A személyhez kötött távközlési és számítástechnikai eszközök vezetéknélküli összekapcsolása,
– – – – •
Bluetooth, ZigBee technológia (FH-CDMA), RFID, UWB.
Vezetéknélküli helyi hálózatok, hot spot réteg (LAN)
•
A lokális környezetben használt távközlési és számítástechnikai eszközök vezetéknélküli összekapcsolása,
•
WLAN technológia, WiFi, WiMax.
Nagy kiterjedésű hálózatok, cellás hálózati réteg
•
Nagy területen mozgó távközlési és számítástechnikai eszközök összekapcsolása,
•
Cellás technológia.
Globális hálózatok, cellás hálózati réteg
•
Földrészek összekapcsolása,
•
Műholdas technológia.
Egyéb speciális rendszerek
•
Ad hoc hálózatok, szenzorhálózatok, szoftver definiált rádió.
6
A MOBIL INFOKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK KORSZAKAI “Generációk”
•
Első generáció
–
Analóg modulációs rendszerek,
–
NMT, TACS, AMPS, Eurosignal, CT-1, CT-2.
Második generáció
–
Digitális modulációs rendszerek,
–
GSM, DCS, PDC, IS-95, IS-136, TETRA, HIPERLAN 1/2/3.
Harmadik generáció
–
Újszerű, szélessávú digitális modulációs eljárások,
–
UMTS, IMT 2000.
Negyedik generáció (LTE), B3G és vezetéknélküli technológiák
–
Ultra nagy átviteli sebesség (100-1000 Mbit/sec),
– –
Az LTE technológia megjelenése, OFDM moduláció, Pikocellás lefedés (femtocellás megoldások).
7
ÚT A HARMADIK GENERÁCIÓ FELÉ A GSM TOVÁBBFEJLESZTÉSE „Evolúció”
A GSM evolúció lépései (2.5 generáció)
GSM/DCS alapú mobil technológiák (nagy sávszélességű Internet elérés, folyamatos on-line kapcsolat)
–
HSCSD - (High Speed Circuit-Switched Data, nem nagyon terjedt el):
•
Összevont időrések,
• •
57,6 kbit/s adatátviteli sebesség, Vonalkapcsolt összeköttetés.
–
GPRS - (General Packet Radio Services):
•
Maximum 115 kbit/s,
•
Csomagkapcsolt adatátvitel,
• •
Folyamatos on-line üzemmód, Teljesen új felhasználói készülékek.
–
EDGE - (GSM 384):
•
GSM 384 kbit/s átviteli sebességgel,
•
Az UMTS helyettesítése az adatszolgáltatásban.
9
AZ UMTS FŐ JELLEMZŐI „Revolúció”
Az UMTS jellemzése
A felhasználás fő területei (otthon, munkahely, gépkocsi, vasút, repülő, hajó, mozgó járókelő).
Fő paraméterek:
•
Világméretű lefedés,
•
A különböző mobil rendszerek integrálása,
• • • •
Az IN, NGN koncepció támogatása, Hívásátadás a hálózatok között (különböző operátorok, különböző alkalmazások), IP típusú kapacitás, UPT kompatibilitás (hang, szöveg, adat, kép átvitele bárhol, bármikor egy, személyhez kötött hívószám használatával).
Frekvenciasávok:
1900-2200 MHz, 2002-től 2x30 MHz, 2005-től 2x60+20+15 MHz, 2008-tól 300-500 MHz.
10
A NEGYEDIK GENERÁCIÓ ALAPJAI „Új revolúció”
OFDM, ortogonális frekvenciaosztásos többszörös hozzáférés (multiplexálás)
A negyedik generációs rendszerek alapvető technológiája, a felhasználók elválasztása frekvenciával.
LTE (Long Term Evolution)
Európai negyedik generációs rendszer
•
Üzemmódok: OFDM FDD (10 MHz sávszélesség, maximálisan 15,12 Mbit/sec, 20 MHz sávszélesség, maximálisan 100,8 Mbit/sec), OFDM TDD (5 MHz sávszélesség, maximálisan 25,2 Mbit/sec).
–
A továbbfejlesztés lehetőségei
–
Az LTE továbbfejlesztését az LTE Advanced változat jelenti (40-100 MHz-es sávok).
11
AZ LTE FŐ JELLEMZŐI „Új revolúció”
Az LTE jellemzése
A felhasználás fő területei (otthon, munkahely, gépkocsi, vasút, repülő, hajó, mozgó járókelő).
Fő paraméterek:
•
A maximális átviteli sebesség 0 és 15 km/ó között tartható fenn, 120 km/ó-ig nagy felhasználói adatsebességet kell biztosítani,
•
A legmagasabb támogatandó sebesség 350-500 km/ó,
• •
A kapcsolat felépítés 100 ms alatt megtörténik, A rádiós csomagok termináltól a bázisállomásig 5 ms késleltetést szenvedhetnek,
•
Legalább 200 terminált ki kell szolgálni 5 MHz-es csatornán egy cellában.
Kiinduló frekvenciasávok:
2500–2570 MHz FDD uplink, 2570–2620 MHz TDD, 2620–2690 MHz FDD downlink, de 450 MHz is.
12
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM alapú rádiós hozzáférés alapjai
Az OFDM moduláció struktúrája
•
Sok kis modulációs sebességű ortogonális segédvivő (akár több száz).
• •
Egyszerű négyszögpulzus alakú elemi jel.
U
modulációjának szimbólumideje.
U
a segédvivők
•
Az eredő jel teljesítménysűrűsége az alábbi ábrán látható
S
(
f
) 1 0.8
0.6
0.4
0.2
-75 -50 -25 25 50 75
f T U
13
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM alapú rádiós hozzáférés alapjai
Az OFDM moduláció elve
•
Az OFDM jel alapsávi komplex ekvivalense az alábbi összefüggéssel adható meg ( a k-dik alvivő m-dik szimbóluma):
a k
•
Ennek alapján az OFDM modulátor felépítése a
következő (mT
U
≤ t < (
m
+1)
T U
):
14
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM alapú rádiós hozzáférés alapjai
Az OFDM moduláció elve
•
Az egyes segédvivők ortogonálisak egymásra, nincsen köztük korrelációs kapcsolat, ezt az alábbi összefüggéssel és ábrával illusztráljuk:
Idő (a szimbólumok sorszáma) 15
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE LTE alapú rádiós hozzáférés alapjai
Az OFDM demoduláció elve
•
Kihasználjuk, hogy az egyes segédvivők ortogonálisak egymásra, így ezek szétválaszthatók egymástól.
•
A demodulátor felépítését az alábbi ábrán adjuk meg:
16
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM értelmezése gyors FFT-vel
A gyors Fourier–transzformáció (FFT) alkalmazása
•
A modulátor és demodulátor hatékony megvalósítására az IFFT/FFT tűnik a legalkalmasabbnak. Mit is jelent ez?
• •
f S
1
T S
N
f
az FFT rendszer fokszáma.
>
N C
Ez azt jelenti, hogy a moduláció és a demoduláció egyaránt megoldható egy kis komplexitású, jól ismert felépítésű eszköz segítségével, a megoldás a következő két ábrán látható.
17
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM megvalósítása gyors FFT-vel
A gyors Fourier–transzformáció (FFT) alkalmazása
•
A modulátor és demodulátor felépítése FFT-vel
Modulátor Demodulátor
Nem használt
18
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM egy speciális eleme
A ciklikus prefix alkalmazása
•
A többutas terjedés hatása a jelre, az ISI létrejötte
Direkt jelút Reflektált jelút Integrálási intervallum a direkt jelúton érkező jelhez •
A megoldás a ciklikus prefix alkalmazása, ami megoldja azt, hogy a segédvivők között fennmarad az ortogonalitás, és a csatornán (segédvivőn belüli ISI is elkerülhető
19
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM egy speciális sajátossága
A ciklikus prefix beillesztése
Másolás és beillesztés Direkt jelút Reflektált jelút
N
minta
N
+
NCP
minta Integrálási intervallum a direkt jelúton érkező jelhez 20
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM frekvenciatartománybeli modellje
A modellt az alábbi ábrán adjuk meg
Adó Vevő Zaj Válasz az
a i
szimbólumra Az
a i
szimbólumhoz adódó zaj 21
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM csatorna kiegyenlítése
A modellt az alábbi ábrán adjuk meg
Frekvencia tartomány Vevő Idő Referencia szimbólum 22
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM csatorna frekvencia diverziti képessége, a csatornakódolás jelentősége
A modellt az alábbi ábrákon adjuk meg
OFDM jel Egyetlen szélessávú vivő Alvivők igen rossz minőségű csatornában
Csatorna kódolás Információs bit Kódolt bit Frekvencia interleaving (leképzés az alvivőkre)
23
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM csatorna tipikus paraméterei
Az alvivők távolsága (LTE esetén kHz) a Doppler szórástól való függést alapvetően meghatározza, mivel az alvivők távolságának változása az alvivők közötti áthallást megnöveli. Ezt a hatást az alábbi ábrán lehet illusztrálni
Normalizált Doppler-szórás 24
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM csatorna tipikus paraméterei
Az alvivők távolsága (LTE esetén kHz) a jel teljesítménysűrűségét (spektrumát) alapvetően befolyásolja. Ezt az alábbi ábrán lehet illusztrálni (300 vivő,
5
MHz teljes sávszélesség)
Frekvencia (MHz) 25
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM csatorna tipikus paraméterei
A ciklikus prefix (
•
T CP
) hosszúságának megválasztása az alábbi
szempontok szerint történik:
Az érték a cella méretétől függ, kis cellában kisebb, nagy cellában nagyobb
• A T
CP
megválasztása nem változtatja meg a csökkenti a hasznos teljesítményt
f
értékét, de
Az OFDM rendszerek egyik igen komoly problémája a pillanatnyi teljesítmény jelentős ingadozása. Ez azt eredményezi, hogy a rádiós teljesítményfokozatok hatásfoka csökken a hagyományos modulációs rendszerekkel szemben. A jó hatásfokú lineáris erősítők fejlesztése a mai kutatás-fejlesztés forró témája. A szakma ennek megoldására több sikeres módszert ismer és alkalmaz:
•
Tone reservation
• •
Pre-filtering, Pre-coding Selective scrambling
26
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM csatorna multiplexáló képessége
A multiplexálást az alábbi két ábrán illusztráljuk, a MÁ-BÁ (uplink) átvitelnél célszerű időzítés szabályozást alkalmazni
27
AZ LTE MŰKÖDÉSE „Alapfogalmak”
Az LTE OFDM rendszer broadcast és unicast képessége
A broadcast és unicast üzemmódokat az alábbi ábrákon illusztráljuk:
Broadcast terület
28
A HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK FEJLŐDÉSE „Struktúrák”
29
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, frekvencia”
Miért is van szükség az információ átviteléhez frekvenciasávra?
Egy periodikus jel önmagában nem hordoz információt.
hogy információt vigyünk át, megváltoztatását jelenti.
a jelet modulálni kell.
moduláció a periodikus jel valamilyen paraméterének (amplitúdójának, frekvenciájának (fázisának)) a A A modulált jel már nem egyetlen szinuszos jellel írható le, hanem azzal, hogy a frekvenciatartományban milyen módon oszlik meg az általa szállított teljesítmény, azaz milyen a jel teljesítménysűrűség függvénye.
S
(
f
)
S
0
Ahhoz,
S
0 2 0 1 2
T
0 1 2
T f
30
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, frekvencia”
Mitől függ a szükséges frekvenciasáv nagysága?
Az ábra arra utal, hogy példánkban a frekvenciasáv szélessége közel 1/T , ahol T a digitális moduláló jel alap-periódusideje. Ebből arra következtethetünk, hogy a szükséges frekvenciasáv lényegében arányos a digitális moduláló jel sebességével.
Ez igaz is, meg nem is, mivel az adatátviteli sebességet bit/s-ban mérjük, tehát a szükséges sávszélesség és az adatátviteli sebesség közötti kapcsolat attól is függ, hogy a hibátlanul.
T alap periódusidő alatt hány bit átvitelére vagyunk képesek
Erre ad elméleti választ Shannon tétele, miszerint az adatátviteli sebesség felső határát a csatorna kapacitása adja meg, ami a
C
W
log 2 1
SNR
bit/s
kifejezés szerint a W függvénye.
sávszélesség és az SNR jel-zaj viszony
31
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, frekvencia”
A szükséges jel-zaj viszony és a spektrális hatékonyság kapcsolata
log 2 1
SNR
E b N
0 3.5
E b N
0
E b N
0
E s ρN
0
SNR
2 1
ρ
3 2.5
2 –
Az LTE rendszerben elérhető az 5 bps/Hz, ill. 2,5 bps/Hz
1.5
1 0 1 2 3 4 32
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, hullámterjedés”
A hullámterjedés alapjai, a területi ellátottság
– – –
A mobil és vezetéknélküli rendszerekben rádiós technológiákat használunk.
Ahhoz, hogy a spektrális hatékonyság megfelelő szintű legyen, elegendő jelteljesítményre van szükség.
Ha egy antenna a tér minden irányába egyenletesen sugározza a jelet, akkor tőle
R
távolságra a teljesítménysűrűség
–
P
t
c f PS
ahol az adó teljesítménye.
F h P t
4
R
A vevő antennája ezt e teljesítménysűrűséget érzékeli, és összegyűjti egy úgynevezett hatásos felületen, ami minden irányból egyenletesen vevő antenna esetében
2 4 2
ahol a jel hullámhossza.
W m
2 33
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, hullámterjedés”
A hullámterjedés bonyolultabb körülmények között
– – –
A mobil és vezetéknélküli rendszerek általában bonyolult környezetben működnek, ezért a hullámterjedés pontos leírása tudományosan is nehéz feladat.
Néhány jellegzetességet azonban leszögezhetünk:
• A vett teljesítmény általában az R távolság valamilyen
hatványfüggvényével fordítottan arányos (tipikus hatványkitevő 2-4,3),
• • • •
Függ az antennák irányítottságától és magasságától, Függ a környezet típusától (szabad tér, sík terület, előváros, külváros, város, nagyváros), Függ a működési frekvenciától, Függ sok egyéb tényezőtől (beltér-kültér, takarás, domborzat, növényzet, időjárás, alagutak-aluljárók, stb.).
A területi ellátottság azt írja le, hogy az adó környezetében a teljesítménysűrűség hogyan oszlik meg, amiből az is következik, hogy milyen az elérhető átviteli sebességmaximuma.
34
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, hullámterjedés”
Példa a területi ellátottságra
–
Az ellátottsági térkép általában igen összetett, de megállapítható, hogy egy adott távolság felett a rádiós jel teljesítménye elenyésző.
35
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, tömegkiszolgálás”
Hogyan lehet korlátozott frekvenciasávban igen nagy tömegek mobil kommunikációs igényeit kielégíteni?
– –
A frekvenciasávok korlátozottsága és a nagy felhasználói tömegek igényeinek kiszolgálása között érezhetően feszül az alábbi ellentmondás:
• • •
Ha sokan akarnak egyidejűleg kommunikálni egymással, akkor ehhez igen nagy eredő adatátviteli sebességre, azaz igen nagy eredő sávszélességre volna szükség.
Egy-egy szolgáltató csak korlátozott sávszélességet kaphat, ezért valamilyen eljárással meg kell oldani a nagy felhasználói populáció kiszolgálásának a feladatát.
Lehet sávtakarékos eljárásokat alkalmazni (sávtakarékos moduláció, hatékony adattömörítés, a csatorna időbeli megosztása, stb.).
A tömegigények valódi kiszolgálásának kulcstechnológiája a cellás elv alkalmazása, ahol a frekvenciasávokat adott távolság felett újra fel lehet használni, így eltérő földrajzi helyen egy időben többen tudnak kommunikálni.
36
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, tömegkiszolgálás”
A cellás elv illusztrálása
Rendszer Cella
f
3
f
4
f
3
f
2
f
1
f
2
f
4
f f
1
Klaszter
f
7
f
5 7
f
1
f
5
f
6
f
3
f
6
f
3
f
2
f
4
f
2
f
4
f
1
f
1
f
7
f
5
f
7
f
5
f
6
f
6 37
A MOBIL KOMMUNIKÁCIÓ KULCSFOGALMAI „Alapfogalmak, tömegkiszolgálás”
Egy kis számolás
– – – – – – – –
Legyen az ellátandó terület nagysága
T
,
R
Legyen a frekvenciasáv szélessége
W
, a cella sugara, Legyen a cellák száma a klaszterben
K
, Legyen az egy cellában ellátható felhasználók száma
N
, Akkor az egy cellára jutó sávszélesség
W/K
, és az összesen ellátható felhasználók száma:
N e
Megjegyzendő, hogy az
N
értékétől is.
T R
2
N
függ a rendszer típusától és a
K
Ebből jól látszik, hogy a cellák átmérőjének és az adóteljesítményeknek a csökkentésével (makro-, mikro-, piko-, nano-, femtocella) a kiszolgálható felhasználók száma szinte tetszőlegesen növelhető
W
állandó értéke mellett .
38
AZ LTE TECHNOLÓGIA ELŐNYEI „Előnyök és hátrányok”
Az LTE előnyös tulajdonságai
–
A lefedett frekvencia tartomány hatásos kitöltése,
– – – – – – –
Az alvivőkön belüli ISI hatásának kiküszöbölése, A többutas terjedés által okozott idővariáns fading-gel szembeni természetes védettség („beépített” diverziti), A multiplexálás „belső” támogatottsága, Az alvivők tetszőleges összevonása (változó sebességű csatornák kialakítása), Rugalmas hardver architektúra, A piko- és femtocellás alkalmazások támogatása, Az unicast és broadcast megoldások rugalmas támogatása.
Az LTE hátrányos tulajdonságai
–
Érzékenység a Doppler csúszásra
–
Nagy igény a nagyobb hatásfokú lineáris teljesítményfokozatokra.
39
AZ LTE TECHNOLÓGIA TOVÁBBFEJLESZTÉSE „A legújabb revolúció”
Az LTE-Advanced megoldásai
– – – – – –
Új frekvenciasávok bevonása (450–470 MHz, 790–862 MHz, 2.3–2.4 GHz, 3.4–3.6 GHz, 4.4–4.99 GHz), Az adatátviteli sebesség növelése (rugalmas vivő aggregáció, a rádiós hozzáférés megosztása több technológia között), Új vevő struktúrák fejlesztése (a szélessávú átvitel kiszolgálására), A MIMO megoldások széleskörű alkalmazása, Átjátszó állomások alkalmazása, Az úgynevezett kooperatív többpontos adás és vétel alkalmazása.
Az LTE-Advanced helyzete
–
LTE-Advanced fejlesztése folyamatosan tart, és a szabványok újabb és újabb elemekkel bővülnek: femtocellák alkalmazása, önszerveződő hálózati megoldások, energia menedzsment technológiák.
40
A KOGNITÍV RÁDIÓRENDSZEREK ALAPJAI „Új frekvenciagazdálkodási elv”
A Filter Bank Multicarrier rendszerek
–
A Filter Bank Multicarrier (FBMC) rendszerek alapvetően az úgynevezett kognitív rádiós alkalmazásokat támogatják, amelyek arra szolgálnak, hogy az engedélyköteles frekvenciasávokban az elsődleges (engedéllyel rendelkező) felhasználók által éppen nem használt üres sávokat másodlagosan ki lehessen használni. Ehhez a frekvenciasávban a teljesítménysűrűség függvényeket gyorsan és pontosan kell becsülni, és olyan másodlagos modulációs rendszereket kell felépíteni, melyek az elsődleges felhasználók számára minimális interferenciát okoznak. Ezt a problémát oldják meg az FBMC rendszerek,
– –
Az FBMC technológiák között az OFDM is szerepel, de alkalmazhatósága több technikai ok miatt is korlátozott, Az irodalomban részletesen elemzett három FBMC rendszer (FMT, SMT és CMT) több előnnyel is rendelkezik az OFDM struktúrával összehasonlítva. Ezek tipikusan a nagyobb spektrális hatékonyság és a sávok közötti redukált interferencia.
41
A KOGNITÍV RÁDIÓRENDSZEREK ALAPJAI „Új frekvenciagazdálkodási elv”
A Filter Bank Multicarrier rendszerek
–
A Filter Bank Multicarrier (FBMC) egyik típusát mutatjuk be az alábbi ábrán ( Filtered Multitone, FMT):
Sávok
f
Az adó/vevő felépítése 42
A FELHASZNÁLT FORRÁSOK „Irodalom”
A felhasznált források:
–
Ian F. Akyildiz, David M. Gutierrez-Estevez, Elias Chavarria Reyes, „The evolution to 4G cellular systems: LTE-Advanced”, Physical Communication 3 (2010) 217–244.
–
Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld and Per Beming, 3G Evolution, HSPA and LTE for Mobile Broadband, Academic Press is an imprint of Elsevier, 2007, p 448.
– – –
B. Farhang-Boroujeny and R. Kempter, „Multicarrier communication techniques for spectrum sensing and communication in cognitive radios”, IEEE Comm. Magazine, vol. 46, No. 4, April 2005, pp. 80-85.
Pap László, „Az FBMC (Filter Bank Multicarrier) rendszerek alkalmazási lehetőségei”, tanulmány a Bonn Hungary Kft. részére, 2013, p 18.
Pap László, „Interferencia vezeték nélküli kommunikációs hálózatokban”, Székfoglaló előadás, Magyar Tudományos Akadémia, Budapest, 2007. szeptember 20.
43
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET
44